Reti standard Si trattano i modelli di rete su cui è basata Internet
Rete globale Internet è una rete globale di calcolatori Le connessioni fisiche (link) sono fatte in vari modi: Connessioni elettriche Connessioni in fibra ottica Ponti radio Connessioni via satellite Le informazioni sono veicolate da dispositivi di distribuzione : Hub locali Switch (bridge) Router (instradatori) Che non tengono conto del tipo di connessione fisica 15/03/2005 2
Gli ISP La rete globale è una rete di reti È organizzata in modo gerarchico Il suo nucleo è la dorsale, che è la rete più veloce Alla dorsale sono collegati pochi ISP (fornitori di servizio) Ad essa sono collegate numerose reti (più lente) Alle reti più lente sono collegati altri ISP e utenti Gli ISP (Internet Service Provider) sono i fornitori di servizi internet Costituiscono il collegamento fra utenti e rete globale Gli utenti si collegano alla rete dell ISP e quindi alla rete globale 15/03/2005 3
Commutazione e trasmissione Telefonia Commutazione ricerca della destinazione e connessione Trasmissione trasmissione del segnale Tipi di commutazione Di circuito (connessione) si occupa un canale, esclusivo Di pacchetto Ogni parte di messaggio contiene la destinazione ed il mittente, il canale viene condiviso 15/03/2005 4
La comunità e la lingua La rete possiede un linguaggio standard I computer in rete: hanno un modo di comunicare condiviso traducono poi i messaggi nella lingua degli utenti Il modo di comunicazione è progettato per i computer e le reti Deve far comunicare computer che parlano lingue diverse (PC, MAC, ) Deve essere standard La comunicazione tra computer è regolata dal protocollo 15/03/2005 5
Il protocollo Un protocollo è un insieme di regole che devono essere rispettate durante una comunicazione Esempio: In un dialogo fra due persone Non parlare contemporaneamente Non interrompere Scambiarsi i ruoli con cenni appropriati Utilizzare dei messaggi standard (di inizio, chiusura e acknowledge) Un protocollo di comunicazione definisce: Il formato dei messaggi L ordine dei messaggi Le azioni che seguono trasmissione e ricezione 15/03/2005 6
La pila protocollare Sono utilizzati molti protocolli I protocolli sono organizzati a livelli (di astrazione) Ogni protocollo gestisce pacchetti di informazioni Le informazioni di un livello sono incapsulate nei pacchetti del livello inferiore I pacchetti possono essere frazionati La ricostruzione è delegata agli host (computer) Esempio: Un libro viene inviato per posta Il libro viene diviso in fascicoli (livello inferiore) TCP/UDP I fascicoli vengono divisi in pagine IP Le pagine vengono divise in foglietti collegamento (ethernet, wi-fi, ) I foglietti tagliuzzati in lettere bits fisici 15/03/2005 7
La pila protocollare(2) Livello delle applicazioni (http, ftp, smtp, ) Livello del trasporto (TCP, UDP) Livello di rete (IP) Livello del collegamento (Ethernet, Wi-fi, Bluetooth, ) Livello fisico NON E LA PILA ISO/OSI 15/03/2005 8
Suite TCP/IP La suite di protocolli TCP/IP è lo standard per le reti È un insieme di protocolli che operano a diversi livelli Tutti i computer collegati ad internet lo utilizzano TCP (Transfer Control Protocol, orientato alla connessione) e UDP (User Datagram Protocol, non orientato alla connessione) gestiscono l interazione fra le applicazioni IP (Internet Protocol) gestisce l instradamento dei pacchetti 15/03/2005 9
Protocollo IP È un insieme di protocolli IP (Internet Protocol) ICMP (Internet Control Message Protocol) Messaggi di errore IGMP (Internet Group Management Protocol) Multicast Altri Gestiscono l instradamento i pacchetti trovano la strada È il protocollo dei router Indirizzo IPv4 bbbbbbbb.bbbbbbbb.bbbbbbbb.bbbbbbbb = B.B.B.B 2 32 = 4294967296 possibilità indirizzi disponibili L indirizzo deve essere univoco all interno della rete 15/03/2005 10
Lo smistamento Esempio: Consultazione di una pagina Web (vetrina) Richiesta di http://www.vattelappesca.com/index.htm Viene creato sul computer il messaggio di richiesta (la pagina e da chi) Il messaggio viene inserito in un pacchetto che viene indirizzato (IP mittente, p.es. 195.110.128.1 e IP destinatario, p.es. 66.84.40.52) Il pacchetto viene inviato al gateway Trasporto Il pacchetto viene ricevuto dal gateway del destinatario La richiesta viene ricevuta da www.vattelappesca.com Controesempio: Invio di un ordine Invio di un ordine a Pippo Rossi Viene scritta un ordinazione La lettera viene imbustata (mittente, destinatario) ed imbucata Il postino porta la lettera allo smistamento Trasporto Il postino porta la lettera al destinatario L ordine viene ricevuto da Pippo Rossi 15/03/2005 11
Gli indirizzi IPv4 Le classi di indirizzamento unicast La classe A 0nnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh.hhhhhhhh 2 7 = 128 reti di 2 24 = 16777216 hosts La classe B 10nnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh.hhhhhhhh 2 14 = 16384 reti di 2 16 = 65536 hosts La classe C 110nnnnn.nnnnnnnn.nnnnnnnn.hhhhhhhh 2 21 = 2097152 reti di 2 8 = 256 hosts Gli indirizzi venivano assegnati alle organizzazioni in questo modo (spreco! v.avanti) 15/03/2005 12
Gli indirizzi speciali L indirizzo localhost (si riferisce alla macchina) 127.0.0.1 L indirizzo 0.0.0.0 può essere assunto temporaneamente DHCP L indirizzo 255.255.255.255 è broadcast a tutti Gli indirizzi riservati (LAN o WAN) da 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (classe A) da 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (classe B) da 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (da 10101100. 00010000.0.0 a 10101100. 00011111.1.1) 15/03/2005 13
Senza Classi (CIDR) CIDR (Classless Interdomain Routing) instradamento fra domini senza classi Indirizzo nella forma x.y.z.t/n in cui n sono i bit più significativi che identificano la rete Uso delle maschere di sottorete Evita lo spreco di indirizzi Esempio: uso di 22 bit più significativi 195.110.128.0 11000011.01101110.10000000.00000000 La maschera 11111111.11111111.11111100.00000000 255.255.252.0 Gli ultimi due bit del terzo byte possono essere usati per sottoreti (4) 15/03/2005 14
Assegnazione IP Statica Viene assegnato un IP pubblico univoco Dinamica (DHCP ma non solo) Viene assegnato dinamicamente un IP ad un host che ne faccia richiesta Come? L host assume l indirizzo (temporaneo) 0.0.0.0 Manda in broadcast (a tutti) su 255.255.255.255 la richiesta I server DHCP rispondono con offerte IP Sceglie l IP e comunica la scelta L IP assegnato è pubblico e appartiene al server DHCP (ISP, di solito) 15/03/2005 15
Assegnazione IP (2) NAT (Network Address Translation) È un metodo per utilizzare un solo indirizzo per l intera rete LAN I pacchetti che devono uscire dalla LAN vengono inviati al router-nat Il router sostituisce l indirizzo interno del mittente con il suo (pubblico) Invio dei pacchetti al destinatario Il destinatario risponde all indirizzo del router-nat pensando che sia stato lui ad inviare la richiesta La risposta arriva al router che sostituisce l indirizzo di destinazione con quello dell host interno che ha fatto la richiesta La risposta arriva al computer che ha fatto la richiesta 15/03/2005 16
Implementazione NAT Come riconoscere l indirizzo esterno Si usa la maschera di sottorete Si fa l AND dell indirizzo di destinazione con la maschera Si fa l AND dell indirizzo di partenza con la maschera Se i due numeri binari ottenuti sono uguali i pacchetti vengono inviati broadcast nella rete Se i numeri sono diversi i pacchetti vengono inviati al router Come raggiungere il router Il router deve avere due connessioni fisiche Una alla rete locale Una ad Internet E quindi due indirizzi! 15/03/2005 17
Implementazione NAT (2) 10.0.1.2 10.0.1.3 10.0.1.4 10.0.1.1 195.110.128.1 Maschera di sottorete: 255.255.255.0 Esempio: 10.0.1.2 deve inviare dei pacchetti; Invio a 10.0.1.4 AND fra l indirizzo mittente e la maschera: 10.0.1.2 AND 255.255.255.0 = 10.0.1.0 AND fra l indirizzo destinazione e la maschera: 10.0.1.4 AND 255.255.255.0 = 10.0.1.0 I due risultati sono uguali rete interna Invio a 195.110.128.10 AND fra l indirizzo mittente e la maschera: 10.0.1.2 AND 255.255.255.0 = 10.0.1.0 AND fra l indirizzo destinazione e la maschera: 195.110.128.10 AND 255.255.255.0 = 195.110.128.0 Sono diversi gateway 15/03/2005 18
Multicast Gli indirizzi multicast La classe D identifica i gruppi multi-cast 1110mmmm.mmmmmmmm.mmmmmmmm.mmmmmmmm Il protocollo IGMP serve per comunicare ai router vicini l appartenenza ad un gruppo Altri protocolli effettuano l instradamento Si debbono coprire tutti i router collegati ad host appartenenti al gruppo 15/03/2005 19
Hub, switch e router Sono i pezzi di ferro della rete Cavo coassiale Topologia a bus (Daisy Chain) Hub (topologia a stella) 10 (o 100) Mb/sec Switch full duplex tabella di instradamento adattiva Per evitare i cicli si usa spanning tree Router più complesso Tabelle di instradamento da inserire Maggior numero di host gestibili Necessario per connettere sottoreti 15/03/2005 20
Fra Switch e Router Dispositivo Switch Vantaggi Facile da gestire (tabelle adattive) Svantaggi Ridondanze non ottimizzate (spanning tree) Traffico broadcast Router Uso ottimo delle ridondanze Filtri sul broadcast Algoritmi sofisticati Gestione più complessa Costo più elevato 15/03/2005 21
TCP e UDP Gestiscono la comunicazione fra le applicazioni TCP (transfer control protocol) è orientato alla connessione SMTP, HTTP, POP, UDP (user datagram protocol) non è orientato alla connessione SNMP, DNS I socket (porte di protocollo) TCP usa indirizzi e porte (di sorgente e destinazione) UDP usa solo le porte solo un pacchetto per ogni porta I socket sono 65536 (0-65535) = 2 16 16 bits I primi 1024 sono i well-known ( assegnati) 15/03/2005 22
Well-Known port numbers 21 TCP ftp (file transfer protocol) 23 TCP telnet (terminale) 25 TCP smtp (posta in scrittura sul server) 53 UDP DNS (nomi di dominio) 80 TCP (o 8080) http 110 TCP pop3 (posta in lettura) 443 TCP https (WEB sicuro) 15/03/2005 23
I firewall Dispositivi che controllano il traffico Possono filtrare su alcune porte (che possono essere scelte) Dispositivi a funzionalità integrate Filtraggio di pacchetto e gateway delle applicazioni (proxy o telnet con password) 15/03/2005 24